Análise de fluxo 18

2.4.4 Análise morfológica

A morfologia de cada componente utilizado no estudo, bem como das formulações antes e depois de processadas, foram avaliadas por microscopia óptica usando um estereoscópio (Laborana / SZ - SZT, China) acoplado a uma câmera de vídeo. A mesmas amostras foram também avaliados por microcopia eletrónica de varredura (SEM - Jeol, JSM-7001F, Japão).

2.4.5 Análise termogravimétrica (TGA)

Avaliações de TGA foram realizados usando um DTG-60H (Shimadzu, Japão) empregando cápsulas de platina em atmosfera de nitrogênio (fluxo de 50 mL/min) a velocidade de aquecimento de 10°C/min no intervalo de 30 a 400 °C.

2.4.6 Difração de raio X do pó (XRPD)  

Os espectros de XRPD de cada componente utilizado no estudo, bem como das formulações antes e depois de processadas foram analisadas em D8 FOCUS XRPD (Bruker, EUA). A velocidade de varredura foi de 2 °/min. Os padrões de difração foram obtidos em ângulos entre 5 e 60 ° (θ - 2θ).

2.4.7 Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier usando reflectância total atenuada (ATR-FTIR)

As análises de ATR-FTIR de cada componente utilizado no estudo, bem como das formulações antes e depois de processadas foram realizadas em espectrômetro Varian 640 FTIR (Agilent Technologies, EUA). Os espectros foram registrados entre 4.000 e 600 cm-1 com uma resolução óptica de 4 cm-1. O coeficiente de correlação entre misturas físicas e sistemas de dispersão sólida foi calculado utilizando o software Essential FTIR (Operant LLC, EUA).

2.4.8 Análise de fluxo  

Todas as medidas de fluxo foram realizadas no analisador de sólidos PT-N (Hosokawa Micron Powder Systems Co., EUA). O ângulo de espátula foi medido pela inclinação de uma pilha de pó formado em uma plataforma na forma de espátula em que as amostras foram depositadas através de sua tamisação com aparato vibratório (amplitude 1 mm por 60 s). Cada amostra foi submetida a um impacto controlado e o ângulo formado pelo material foi medido

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antes e após o impacto. O ângulo de espátula foi considerado como a média das duas medidas. Os resultados são apresentados como a média de seis replicados.

Foram obtidas ainda a densidade aparente, compactada e a compressibilidade para cada sistema e sua MF correspondente. Para as análises de densidade aparente (A), o pó foi tamisado por aparato vibratório até enchimento do cilindro de medição. A vibração foi ajustada para 1 mm por 30 s. Para obter a densidade aparente compactada (P), o cilindro de medição sofreu impactos controlados por 180 ciclos a partir da mesma altura. A compressibilidade (C) foi determinada pela Eq 1  (ASTM, 2014).  

          Equação(1)   onde C é a compressibilidade, P é a média da densidade compactada e A é a média da densidade aparente. Os resultados são apresentados como a média de três replicados.

2.4.9 Estudos de dissolução

Os perfis de dissolução da TB e das amostras processadas foram determinados em dissolutor Ethik modelo 299 (Nova Ética, Brasil) que possui volume total de cuba de 900 mL, usando 500 mL de HCl 0,1 mol/L como meio, segundo recomendações do FDA para formas farmacêuticas orais sólidas de liberação imediata (FDA, 1997). A temperatura foi mantida a 37 °C e a velocidade da pá foi ajustada para 75 rpm. Amostras contendo o equivalente a 500 mg ( aproximadamente 1,6 g dos sistemas) do fármaco foram adicionadas diretmente à cuba de dissolução. As alíquotas do meio de dissolução foram retiradas em intervalos de tempo pré-determinados (5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 150 e 180 min), filtradas e diluídas apropriadamente para a quantificação do fármaco como descrito anteriormente (seção 2.4.3). Os testes foram realizados em triplicata e os perfis de dissolução foram avaliados utilizando a eficiência de dissolução correspondente a 30 min (ED30) (KHAN, 1975). Os resultados foram analisados por ANOVA unidirecional seguido de pós-teste de Tukey (IBM SPSS Statistics 22). O nível de significância (p) foi fixado em 0,05 e a normalidade dos dados foi previamente testada sendo ajustados a um perfil paramétrico.

2.5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 2.5.1 Caracterização físico-química

O aspecto morfológico das dispersões sólidas foi avaliado a partir de fotomicrografias capturadas por microscopia óptica e SEM (Figuras 2.1 e 2.2). As dispersões sólidas se

C =100(P − A) P

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diferenciaram de forma evidente das MF, uma vez que os componentes individuais das misturas puderam ser facilmente identificados nas MF (TB com aspecto cristalino e os polímeros na sua forma amorfa), enquanto as dispersões sólidas apresentaram um aspecto homogêneo. As dispersões sólidas obtidas por HME mostraram uma aparência mais arredondada e regular. Os filamentos obtidos a partir de HME exibiram um aspecto esbranquiçado com leves protuberâncias, sendo a amostra HME-Sol menos uniforme que as demais.

Figura 2.1 Microscopia ótica das MF e dos sistemas FD, SF e HME preparados com TB e os polímeros EuE,

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Figura 2.2 Microscopia eletrônica de varredura das MF e dos sistemas FD, SF e HME preparados com

TB e os polímeros EuE, PVP e Sol (x100).  

De acordo com as análises TGA (Figura 2.3), a TB sofreu decomposição em única fase entre 230 e 332ºC, envolvendo a perda completa da massa da amostra. A decomposição dos polímeros selecionados, por sua vez, ocorreu em duas etapas a partir de 263ºC, 260ºC ou 218ºC para Sol, PVP e EuE, respectivamente (Figura 2.3 D). As MF e as amostras processadas apresentaram um perfil de degradação equivalente a soma dos perfis do fármaco e do polímero e as porcentagens de perda de massa foram consistentes com a composição de cada sistema. Esse resultado está de acordo com o doseamento dos sistemas e demonstra que os diferentes métodos de processamento não degradaram a TB e preservaram sua estabilidade térmica.

Nas amostras contendo PVP, a decomposição da TB e as duas etapas de degradação desse polímero podem ser identificadas separadamente (Figura 2.3 B), enquanto nas amostras contendo EuE (Figura 2.3 A) e Sol (Figura 2.3 C), a decomposição do fármaco apresentou-se

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somada com a primeira fase de decomposição do polímero . Nas amostras obtidas por HME, nota-se uma baixa definição entre os eventos de perda de peso, o que sugere um maior grau de interação fármaco-polímero alcançado com o uso desse processo.

Figura 2.3 Primeira derivada de TGA das MF e dos sistemas FD, SF e HME preparados com TB e os polímeros

EuE (A) , PVP (B) e Sol (C). O perfil térmico da TB e dos polímeros selecionados isoladamente também está representado (D). Cada evento de perda de peso está indicado nas figuras como porcentagem (%). Os resultados dos raios-X são descritos na Figura 2.4. O perfil amorfo predominante dos polímeros e a fase cristalina bem definida da TB são combinados nos difractogramas das MF. Os perfis difractométricos das dispersões sólidas preparadas usando diferentes métodos não exibiram nenhuma mudança evidente em relação às MF correspondentes. A ausência de novos picos indica a manutenção da fase cristalina original da TB, mesmo após o processamento das amostras que envolveu intervenções físicas abruptas. Ainda que essas amostras apresentem algum grau de amorfização do fármaco, é certo que uma fração significativa de fármaco cristalino permanece em todas elas, uma vez que os principais picos da fase cristalina do fármaco original em 13,3 e 26,9 º2Ɵ podem ainda ser identificados.

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Figura 2.4 Difratogramas XRPD das MF e dos sistemas FD, SF e HME preparados com TB e os polímeros EuE

(A), PVP (B) e Sol (C). Os difratogramas da TB e polímeros selecionados isoladamente também estão representados (D).

Não existe nenhum relato na literatura de polimorfos da TB, sendo sua estrutura um cristal anidro formada por dímeros unidos por ligações de hidrogênio N-H · · · O e C-H · · · N e dímeros de carboxamidas, o que explica a sua estabilidade (SANPHUI; NANGIA, 2014). A manutenção do estado cristalino de TB nas dispersões sólidas desenvolvidas sugere uma elevada estabilidade física do sistema, com base no elevado grau de estabilidade do cristal de TB o que dificulta sua incorporação em matrizes poliméricas.

Os espectros FTIR das MF foram comparados às dispersões sólidas com objetivo de (i) avaliar possíveis degradações químicas nos sistemas devido aos tratamentos a que foram submetidos e (ii) investigar a possível ocorrência de interações fármaco/polímero (Figura 2.5).

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Figura 2.5 Espectros FTIR de MF e sistemas de dispersão sólida produzidos por HME, SF e FD e contendo TB

e os polímeros EuE (A), PVP (B) e Sol (C). A estrutura química de cada composto é mostrada e seus grupos funcionais são sombreados e numerados de acordo.

TB apresentou uma banda de estiramento C=N a 1687 cm-1 e uma banda relacionada com o grupo C-N a 1224 cm-1. A banda de infravermelho a 1666 cm-1 é atribuída às duas vibrações do grupo carbonila na posição meta. Estiramentos característicos foram detectados em todos os sistemas contendo EuE, o que resultou em uma sobreposição da banda C-N da TB pelo polímero. Espectros das dispersões sólidas de PVP não apresentaram interações destrutivas, mas observou-se deslocamentos no estiramento de C-O do grupo éster do polímero, e no estiramento C-N tanto do polímero quanto do TB. O pico a 3031 cm-1 do grupo álcool de Sol desapareceu no espectro SF-Sol, e o alongamento C=N da TB foi deslocado nessa mesma amostra.

Embora tenham sido detectadas alterações em bandas correspondentes a grupos funcionais dos componentes em todas as dispersões sólidas, os coeficientes de correlação entre MF e amostras processadas apresentaram valores na faixa de 0,95 a 0,80, demonstrando um alto grau de similaridade e indicando a não ocorrência de reações destrutivas nas amostras, corroborando com os demais resultados (MECOZZI; PIETROLETTI; MONAKHOVA,

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2016). No entanto, as evidências espectroscópicas mostraram indícios claros de interações moleculares entre fármacos e polímeros nas dispersões sólidas, as quais podem afetar suas propriedades funcionais.

2.4.2 Avaliação de fluxo  

As propriedades de fluxo dos materiais farmacêuticos são de importância industrial a medida que determinam a adequação desses materiais para serem submetidos a diversas operações de produção, como mistura, enchimento, encapsulamento e embalagem (ALVES et al., 2011). De acordo com as medidas de fluxo, a TB, como esperado, mostrou características coesivas que a tornam inadequada para a fabricação industrial (Tabela 2.1). Sua simples mistura física com os polímeros, mesmo no caso das amostras contendo Sol, que é um grânulo de fluxo livre, não apresentou resultados de fluxo satisfatórios.

Todas as dispersões sólidas exibiram índices de compressibilidade abaixo de 25% (Tabela 2.1), valores considerados adequados (TIONG; ELKORDY, 2009).   Em geral, o processamento de amostras melhora as propriedades de fluxo dos materiais, e isso é claramente dependente do método de produção utilizado. As amostras produzidas por FD ou SF, em geral, mostraram resultados de fluxo ruim, com exceção de SF-EuE que apresentaram resultados de compressibilidade e ângulo de espátula em parâmetros aceitáveis para produção industrial (20,7% e 30,5º, respectivamente). Essa amostra particularmente mostrou formato

Tabela 2.1 Medidas de fluxo de MF e dos sistemas HME, SF e FD contendo TB e os polímeros EuE,

PVP e Sol.

Amostras Ângulo de espátula (°) Compressibilidade (%)

TB 65.5 ± 2.8 29.5 ± 6.0 MF - Sol 65.9 ± 2.0 17.2 ± 0.7 MF - EuE 58.0 ± 1.6 33.0 ± 5.9 MF - PVP 50.0 ± 1.2 24.1 ± 0.8 HME - Sol 33.7 ± 1.7 4.8 ± 0.0 HME - EuE 27.9 ± 1.4 11.3 ± 5.1 HME - PVP 38.7 ± 1.5 6.6 ± 0.3 FD - Sol 54.7 ± 1.3 15.6 ± 9.5 FD - EuE 53.3 ± 2.6 11.2 ± 1.9 FD - PVP 44.3 ± 1.7 21.4 ± 6.3 SF - Sol 52.1 ± 2. 6 16.6 ± 0.0 SF - EuE 30.5 ± 1.8 20.7 ± 2.0 SF - PVP 44.3 ± 2.0 19.5 ± 5.6

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arredondado e uniforme (Figuras 2.1 e 2.2), o que explica suas propriedades de fluxo satisfatórias.

Por outro lado, as amostras produzidas por HME mostraram partículas com reologia regular a elevada, independentemente do polímero usado como matriz. A densificação da amostra no processo de HME tende a favorecer seu fluxo (LANG; MCGINITY; WILLIAMS, 2014). As destacadas propriedades de fluxo das amostras obtidas por HME mostraram compressibilidade inferior a 11% e ângulo de espátula em torno de 30º, o que as habilita para uso direto em processos industriais, como no preenchimento de cápsulas de gelatina ou na elaboração de comprimidos (CROWLEY et al., 2007).

2.5.3 Perfil de dissolução  

Os perfis de dissolução da TB e das formulações foram obtidos utilizando uma dose de 500 mg de TB, que é a dose diária oral descrita em estudos anteriores para produzir alguns de seus efeitos terapêuticos (BAGGOTT et al., 2013; MUMFORD et al., 1994; WAN et al., 2001). Outros estudos descreveram doses ainda maiores, mas estas estão relacionadas com efeitos adversos como sudorese, tremores e dor de cabeça severa (BAGGOTT et al., 2013; NEUFINGERL et al., 2013; TOXNET, 2016).  

Os perfis de dissolução da TB e das amostras produzidas com Sol são mostrados na Figura 2.6. A TB não tratada apresentou um perfil de dissolução no qual apenas 60% da dose dissolveu-se em 30 min. Esse desempenho não atende aos requisitos mínimos aceitáveis para uma forma farmacêutica sólida oral de liberação imediata, que requer um mínimo de 85% da dose dissolvida nesse mesmo período de tempo (FDA, 1997).

Uma melhoria foi observada na amostra FD-Sol, em que aproximadamente 80% do fármaco dissolveu-se em 30 min. Observou-se um aumento ainda mais destacado na amostra de HME-Sol, em que quase 90% da dose dissolveu-se em 30 min (Figura 2.6). Como o Sol possui propriedades anfifílicas, a formação in situ de micelas poderia explicar a melhora na dissolução observada nas dispersões sólidas contendo esse polímero (SHAMMA; ELKASABGY, 2016).

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Figura 2.6 Perfis de dissolução das amostras TB não tratada e das dispersões sólidas elaboradas com Sol,

juntamente com os valores médios correspondentes da ED30 e o desvio padrão (DP) entre parênteses. Em contraste, a amostra SF-Sol apresentou dissolução mais lenta que a TB. As alterações de FTIR observadas, principalmente a ausência do sinal do grupo de álcool do Sol e o deslocamento no estiramento C=N da TB, indicaram uma forte interação entre a TB e o polímero nessas amostras, o que poderia explicar a liberação retardada do fármaco (PUNČOCHOVÁ et al., 2016). Nesse caso, o processamento por fluido supercrítico poderia ser útil para preparar sistemas de liberação prolongada de TB, de acordo com a estratégia de tratamento esperada.

O ED30 de cada amostra foi calculado (Figura 2.6), confirmando o melhor desempenho da amostra HME-Sol (p = 0.000) e o perfil mais lento encontrado para a amostra SF-Sol (p ≤ 0.000). Com base nas análises de ED30, não houve diferença significativa entre a matéria- prima TB e a amostra FD-Sol.

Os perfis de dissolução das dispersões sólidas preparadas com PVP são apresentados na Figura 2.7. Após 30 min, os três métodos conduziram a uma dissolução do fármaco em torno de 80%. No entanto, a amostra HME-PVP atingiu esse nível de dissolução ainda nos primeiros minutos do teste. A análise DE30 mostrou que HME-PVP e FD-PVP apresentaram

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perfis de dissolução mais rápidos do que a matéria-prima TB (p = 0,000 e p = 0,008, respectivamente), enquanto que a amostra SF-PVP não mostrou diferença estatística com a TB não tratada.

Figura 2.7 Perfis de dissolução das amostras TB não tratada e das dispersões sólidas elaboradas com PVP,

juntamente com os valores médios correspondentes da ED30 e o desvio padrão (DP) entre parênteses. Por fim, os perfis de dissolução da TB e as amostras produzidas com o EuE são mostradas na Figura 2.8. Ao contrário dos outros dois materiais, esse copolímero acrílico obteve um desempenho destacado de dissolução, independentemente dos métodos de processamento utilizado, atingindo valores de dissolução superiores a 80% já no primeiros 5 minutos de dissolução. As dispersões sólidas apresentaram valores de ED30 superiores a 70%, sem diferença estatística entre eles, e um desempenho de dissolução mais rápido em comparação com a matéria-prima da TB (p ≤ 0,002).

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Figura 2.8 . Perfis de dissolução das amostras TB não tratada e das dispersões sólidas elaboradas com EuE

juntamente com os valores médios correspondentes da ED30 e o desvio padrão (DP) entre parênteses. Uma comparação entre as tecnologias indica que a HME produz grânulos com dissolução rápida do fármaco independentemente da matriz polimérica hidrofílica utilizada. FD, por sua vez, aumenta a dissolução da TB usando PVP ou EuE como matrizes. O processo SF é capaz de acelerar a dissolução da TB somente quando o EuE é usado. O desempenho limitado do SF em melhorar a dissolução da TB é provavelmente devido à baixa solubilidade da TB no CO2 supercrítico (JOHANNSEN; BRUNNER, 1994). O uso de outros solventes para aumentar a impregnação de polímeros ou o uso de dióxido de carbono para precipitar a TB previamente dissolvida em um solvente orgânico poderiam ser alternativas para melhorar os resultados com SF (SETHIA; SQUILLANTE, 2004).

As características de dissolução da amostra podem ser significativamente aumentadas mesmo em dispersões sólidas contendo o fármaco no estado cristalino. Corroborando esse achado, há estudos que mostram resultados de dissolução mais rápidos com o fármaco no estado cristalino do que em estado amorfo (CUNHA-FILHO et al., 2007).

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2.6 CONCLUSÃO  

As dispersões sólidas de TB mantiveram a fase cristalina original do fármaco independentemente do método de preparação ou da matriz polimérica utilizada. Ainda assim, a caracterização físico-química dos sistemas indicou a ocorrência de interações intermoleculares fármaco-polímero, que melhoraram o fluxo e a dissolução da TB. O desempenho farmacêutico das dispersões sólidas foi marcadamente influenciado pelo método de processamento. Os sistemas obtidos usando HME destacaram-se por terem melhores propriedades de fluxo e dissolução com todos os polímeros testados. Por outro lado, a FD e SF também melhoraram o perfil de dissolução da TB, mas esse aprimoramento dependeu do polímero utilizado. O EuE provou ser o material mais versátil com desempenho equivalente com os três métodos de obtenção de dispersão sólida. A melhoria das propriedades funcionais da TB mostradas nesse trabalho traz boas perspectivas de aprimoramento de sua biodisponibilidade com possibilidades de ampliar a inserção desse insumo no mercado farmacêutico.

2.7 AGRADECIMENTOS

Esta pesquisa foi apoiada financeiramente pelas agências brasileiras de financiamento CNPq, CAPES e FAP-DF.

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